本发明专利技术体现用于监测和控制起绉工艺的特征的方法和设备。所述方法涉及测量沿起绉的纸片的不同点的光学特性并且将那些测量值转换成特征定义数据。本发明专利技术允许测定绉纹结构的幅值和分布以及它们的频率和分布。这允许产生准确的和比所述工业中当前使用的粗糙猜测更可靠的信息。将这一信息馈送至造纸工艺设备可产生造纸中质量和效率的增加。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术体现用于监测和控制起绉工艺的特征的方法和设备。所述方法涉及测量沿起绉的纸片的不同点的光学特性并且将那些测量值转换成特征定义数据。本专利技术允许测定绉纹结构的幅值和分布以及它们的频率和分布。这允许产生准确的和比所述工业中当前使用的粗糙猜测更可靠的信息。将这一信息馈送至造纸工艺设备可产生造纸中质量和效率的增加。【专利说明】用于监测和控制起绉工艺时的片材特征的方法和设备相关申请的交叉引用无。关于联邦资助研究或开发的声明不适用。专利技术背景本专利技术涉及用于监测和控制起绉工艺时的纸片特征的方法、组合物以及设备。如至少在美国专利 7，691，236,7, 850，823,5, 571，382,5, 187，219,5, 179，150,5, 123，152、4，320, 582以及3，061, 944中所描述的，在薄纸制造过程中，使纸片在加热的干燥筒(被称为杨克(Yankee)或杨克式干燥器)上干燥并且起绉。起绉是以下工艺:其中使钢刀片、双金属刀片或陶瓷刀片(称为刮刀)冲击到纸片中，从而在机器方向(MD)上压缩片材，从而产生折叠的片材结构。起绉使片材中的大量纤维到纤维间键合断裂，从而赋予松厚度、拉伸性、吸收性以及柔软度的品质，所述品质是薄纸的特性。由涂覆粘合剂提供的粘附量在这些薄纸特性的形成中起重要作用。经常粘合材料用于涂覆杨克表面以便帮助润湿片材粘附至干燥器。这样改进了热传递，从而允许片材的更有效的干燥。最重要地，这些粘合剂提供所要求的粘附以得到干燥片材的良好起绉。杨克涂层还用于保护杨克表面和起绉刀片表面免于过度磨损的目的。在这种作用中，涂覆剂提供薄纸机器的改进的运行能力。在起绉刮刀磨损时，必须用新的刮刀替换它们。更换刀片的过程表示薄纸造纸机停工时间或生产损失的重要来源，因为当正在更换刀片时不能产生起绉产品。剥离剂(通常是烃油与表面活性剂的共混物)与涂覆聚合物结合使用。这些试剂有助于薄纸幅在起绉刀片处的均匀剥离，并且还润滑和保护刀片免于过度磨损。·在起绉过程中，在将·纸片从干燥器中去除时形成表面宏观和微观折叠，所述折叠在片材的空气侧上显得更锐化，而这些折叠在杨克侧上更破碎并且不那么锐化。所形成的所得结构呈现为重复条带，所述条带的MD长度(机器方向)倾向于比CD(横向)长度短。由于起绉工艺对片材造成的特性变化包括松厚度、拉伸性、柔软度以及吸收性，所有随着强度减少而增加。具体地说，片材的触觉表面平滑度与片材上所形成的绉纹结构密切相关。对于质量控制、产品的开发以及机器故障检修来说，所有这些特性是对制造商来说是关键的。影响绉纹结构的可控变量包括涂层化学，绉纹率(杨克速度/卷轴速度)、纸张湿度水平以及起绉刀片几何形状和年龄。其它工艺变量如配料、成形动力学以及织物也影响起绉工艺，但不易被控制。评价起绉的片材特性和表面形貌的先前方法至少描述于以下中:美国专利5，654，799和5，730839、美国公布的专利申请2005/0004956、国际专利申请 W02007/024858 以及出版的文章:The Measurement of Surface Texture andTopography by Differential Light Scattering, E.L.Church, Wear, 57(1979), 93-105、Tactile Properties of Tissue with Mo ire Interferometry.Li dnsay.1? ,Bieman,L., 1997Engineering&Papermakers:Forming Bonds for BetterPapermaking Conference,0ctober6,1997,TAPPI> Image Analysis to QuantifyCrepe Structure,Archer,S., Furman,G.,以及 ff.Von Drasek,Tissue WorldAmericas2010Conference,2010 年 3 月 24-26 日，Miami, FL USA, Reprint R-974。监测片材中形成的绉纹结构提供对机器运行条件和产品质量的洞察。制造商认识到这一点并且将通过使用具有或不具有图像储存能力的眼部装置计数宏观绉纹结构来常规地评价样品。该程序使用与片材的CD垂直的倾斜光源，并且导致来自绉纹结构的散射光在视觉上形成交替的亮区域和暗区域。亮区域表示绉纹条并且在单位长度尺度上进行手动计数以确定每英寸(CBI)或厘米(cm)绉纹条的数目。跟踪CBI数目允许制造商评估产品质量和机器运行条件。例如，CBI数目的减少可能与操作条件如老化的刮刀或影响片材粘附的湿度轮廓变化有关。一旦识别出所述问题，就可采取适当的校正动作以恢复所需的产品质量。然而，与为定量测量的抗张强度、拉伸、基重、厚度以及湿度不同，绉纹条计数是定性主观测量。手动CBI测量中的主观性源于主要由宏观和微观结构、自由纤维端以及断裂的结构组成的起绉片材的复杂形貌。因此，CBI分析依赖于技术人员的经验和技能以识别和解释什么是并且什么不是绉纹条结构。手动CBI测量中的标准化和可重复性的这种缺乏是使用用于工艺控制决策和产品质量评估的信息中的限制。因此用于起绉的纸片特性的均匀一致的且精确的测量的方法、组合物以及设备存在明确的需要和实用性。在本部分中所描述的本领域不意图构成以下承认:即本文所提及的任何专利、公布或其它信息是相对于本专利技术的“现有技术”，除非如此具体地指明。此外，本部分不应被解释为意指已经进行了检索或没有如37CFR§ 1.56(a)中所定义的其它相关 信息存在。
技术实现思路
本专利技术的至少一个实施方案针对一种测量纸片上的绉纹结构的几何特征的方法。所述方法包括以下步骤:1)通过针对纸片上的每个位置反复地发射至少两个发射光束并且从所述位置反射两个光束并且进入被构造和安排成吸收和测量所反射的发射光束的强度的传感器中来产生表示纸片上的位置的特征的数据值，2)通过使用η阶多项式拟合来校正数据值的测量强度，3)使用滤波算法进行所校正的数据值的逐行平滑操作，4)识别平滑的数据值内的正至负转变，以及5)将所识别的转变与已知对应于具体几何尺寸的先前识别的值进行相关以确定绉纹结构的几何特征。发射光束可以是照明光。传感器可以是联接至的显微镜的数字照相机。发射光束可以以与机器方向倾斜的角度投射。发射光束可以以相对于纸片的平面的角度投射。发射光束可以是任何形式的辐射和/或辐射的任何组合。纸片上的位置可沿在机器方向上延伸的直线排列。滤波算法可以是选自由FFT、Butterworth、Savitsky-Golay以及其任何组合组成的列表的一种。所述方法可以进一步包括以下步骤:测定绉频大小分布并且将其转换成长度尺度。所述方法可以进一步包括以下步骤:使用多于一种滤波算法并且评价所述滤波算法的结果以确定纸片的自由纤维端的特征。所述方法可以进一步包括以下步骤:认识所测量的数据中峰值的周期率并且使用所述周期率来确定起绉的纸片的柔软度。所述方法可以进一步包括以下步骤:确认所测量的数据中峰值的分散度并且使用所述分散度来确定起绉的纸片的柔软度。所述方法可以进一步包括测量纸片的两本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量纸片上的绉纹结构的几何特征的方法，所述方法包括以下步骤：通过针对纸片上的每个位置反复地发射至少两个发射光束并且从所述位置反射两个光束并且进入被构造和安排成吸收和测量所反射的发射光束的强度的传感器中来产生表示纸片上的位置的特征的数据值，通过使用n阶多项式拟合来校正所述数据值的测量强度，使用滤波算法进行所述校正的数据值的逐行平滑操作，识别所述平滑的数据值内的正至负转变，以及将所述识别的转变与已知对应于具体几何尺寸的先前识别的值进行相关以确定所述绉纹结构的几何特征。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·冯德拉塞克，S·L·阿彻，G·S·弗曼，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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